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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenantriebsvorrichtung mit einer Kette, die mehrere Platten aufweist, und mit einem Kettenführungsmechanismus, der die Kette führt, während diese sich in Gleitkontakt mit ihm befindet.
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2. Beschreibung des relevanten Standes der Technik
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Herkömmliche bekannte Steuerkettensysteme für Fahrzeugmotoren (siehe z.B. die
Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-107583 ) weisen z.B. eine Kettenantriebsvorrichtung mit einer Kette, die aus mehreren Platten gebildet ist, und mit einem Kettenführungsmechanismus auf.
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Dieses bekannte Steuerkettensystem weist Kettenzahnräder, die an einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle innerhalb eines Motorraums montiert sind, eine über die Kettenzahnräder laufende Kette, eine fest an dem Motorblock befestigte feste Führung zum Führen der Kette, eine schwenkbar an dem Motorblock befestigte Schwenkführung zum Führen der Kette, und eine Spannvorrichtung auf, welche die Schwenkführung mit Druck beaufschlagt, um der Kette eine erforderliche Spannung zu verleihen.
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Um zur Verringerung des Reibungsverlustes bei der Kraftübertragung den Kontaktbereich zwischen der Kette und den Schwenk- bzw. festen Führungen zu reduzieren, weisen bei der Kette gemäß der genannten
Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2007-107583 die äußeren Platten eine geringere Rückseitenhöhe auf als die inneren Platten, so dass, wenn die Kette läuft, nur die inneren Platten die Schwenkführung und die feste Führung kontaktieren, d.h. somit die Anzahl der die Schwenkführung und die feste Führung kontaktierenden Platten reduziert ist.
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Bei verringerter Anzahl derjenigen Platten, die sich in Kontakt mit der Schwenkführung und der festen Führung befinden, wie in der genannten
Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2007-107583 beschrieben, ist der Gleitwiderstand der laufenden Kette reduziert, da der Kontaktbereich zwischen der Kette und den Schwenk- bzw. festen Führungen verkleinert ist. Andererseits jedoch ist der Kontaktdruck pro Flächenbereich erhöht. Folglich trat ein Problem dahingehend auf, dass in einigen Bereichen des Kontakts zwischen der Führung und den Platten, in denen der Krümmungsradius der Führungen klein ist, ein übermäßig hoher Kontaktdruck zwischen Führung und Platten entstehen konnte, was zu einer Verkürzung der Betriebslebensdauer der Führung und der Platten führte.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Mit der vorliegenden Erfindung werden diese Probleme gelöst. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kettenantriebsvorrichtung zu schaffen, bei welcher der Reibungsverlust bei der Kraftübertragung reduziert ist, ohne das Risiko einer Beeinträchtigung der Betriebslebensdauer des Kettenführungsmechanismus und der Kette einzugehen.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Kettenantriebsvorrichtung vorgeschlagen, die eine Kette mit mehreren Platten und einen Kettenführungsmechanismus aufweist, der die Kette in Gleitkontakt mit sich führt, wobei der Kettenführungsmechanismus eine erste Führung und eine zweite Führung aufweist, die einen kleineren Krümmungsradius als die erste Führung hat, wobei die mehreren Platten eine erste Platte und eine zweite Platte aufweisen, wobei die erste Platte eine Rückseitenhöhe hat, die derart gesetzt ist, dass die erste Platte die erste Führung nicht kontaktiert, wenn die erste Platte von der ersten Führung geführt wird, und derart, dass die erste Platte die zweite Führung kontaktiert, wenn die erste Platte von der zweiten Führung geführt wird; dabei ist die Rückseitenhöhe als eine Dimension definiert, die in Normalrichtung einer Wirklinie der Kette von der Wirklinie zu einer äußeren Endfläche einer Platte verläuft, die dem Kettenführungsmechanismus zugewandt ist.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 zählt zu den mehreren Platten, welche die Kette bilden, eine erste Platte, die eine Rückseitenhöhe hat, welche derart gesetzt ist, dass die erste Platte die erste Führung nicht kontaktiert, wenn die erste Platte von der ersten Führung geführt wird, und derart, dass die erste Platte die zweite Führung kontaktiert, wenn die erste Platte von der zweiten Führung geführt wird, so dass, wenn die Kette von der ersten Führung geführt wird, die einen großen Krümmungsradius und einen reduzierten Grad an Kontakt mit der Kette hat, die Anzahl der in Kontakt mit der Kette befindlichen Platten reduziert ist, um so den Reibungsverlust zu reduzieren, während, wenn die Kette von der zweiten Führung geführt wird, die einen kleinen Krümmungsradius und einen größeren Grad an Kontakt mit der Kette hat, die Anzahl der in Kontakt mit der Kette befindlichen Platten vergrößert ist, um den Kontaktdruck per Flächenbereich zu reduzieren, wodurch das Risiko einer Beeinträchtigung der Betriebslebensdauer des Kettenführungsmechanismus oder der Kette vermieden wird. Somit ist der Reibungsverlust bei der Kraftübertragung reduziert, ohne dass ein Risiko einer Beeinträchtigung der Betriebslebensdauer des Kettenführungsmechanismus und der Kette besteht.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 zählt zu den mehreren Platten, welche die Kette bilden, eine zweite Platte, die eine Rückseitenhöhe hat, welche derart gesetzt ist, dass die zweite Platte die erste Führung kontaktiert, wenn die zweite Platte von der ersten Führung geführt wird, und derart, dass die zweite Platte die zweite Führung kontaktiert, wenn die zweite Platte von der zweiten Führung geführt wird, so dass die Kette stabil laufen kann, während die zweite Platte sowohl die erste Führung als auch die zweite Führung kontaktiert.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 zählen zu den mehreren Platten eine Platte mit einer gerundeten konvexen Endfläche an einer dem Kettenführungsmechanismus zugewandten Seite, und eine Platte mit einer flachen Endfläche an der dem Kettenführungsmechanismus zugewandten Seite, so dass Anpassungen der Kette entsprechend den Krümmungsradien der Führungen, der Kettengeschwindigkeit und dgl. vorgenommen werden können, indem Platten mit kleinem und Platten mit großem Kontaktbereich zu den Führungen kombiniert und in geeigneter Weise angeordnet werden, wodurch die Betriebslebensdauer des Kettenführungsmechanismus und der Kette beibehalten werden kann und Reibungsverluste reduziert werden können.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 sind die mehreren ersten Platten in Breitenrichtung der Kette Seite an Seite angeordnet, so dass in Breitenrichtung der Kette eine gute Ausgewogenheit zwischen der linken und der rechten Seite erzielt wird und die Führungen einander kontaktieren, so dass eine stabile Bewegung der Kette gewährleistet ist.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 zählt zu den mehreren Platten, welche die Kette bilden, eine dritte Platte, die eine Rückseitenhöhe hat, welche derart gesetzt ist, dass die dritte Platte die erste Führung nicht kontaktiert, wenn die dritte Platte von der ersten Führung geführt wird, und derart, dass die dritte Platte die zweite Führung nicht kontaktiert, wenn die dritte Platte von der zweiten Führung geführt wird, so dass der Kontaktbereich zwischen der Kette und den Führungen reduziert ist, wodurch wiederum der Reibungsverlust zwischen der Kette und den Führungen reduziert ist.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 ist die dritte Platte an einem Verbindungsstift befestigt. Da diese Platte an dem Verbindungsstift befestigt ist, kann die Platte ein Stiftloch mit kleinem Durchmesser aufweisen, da die Platte den Verbindungsstift nicht drehbar zu halten braucht, und somit kann die Platte eine kleinere Rückseitenhöhe haben. Bei Verwendung einer derartigen, mit kleinerer Rückseitenhöhe ausgebildeten dritten Platte, die an dem Verbindungsstift befestigt ist, kann die Kette in der Kettenhöhenrichtung kleiner ausgestaltet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Ansicht einer Kettenantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Querschnittsansicht einer Kette, welche die Kettenantriebsvorrichtung bildet;
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3 eine Ansicht der Kette, in der diese von einer ersten Führung mit großem Krümmungsradius geführt wird;
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4 eine im Maßstab vergrößerte Teilansicht von 3;
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5 eine Ansicht der Kette, in der diese von einer zweiten Führung mit kleinem Krümmungsradius geführt wird; und
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6 eine im Maßstab vergrößerte Teilansicht von 5.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Kettenantriebsvorrichtung vorgeschlagen, die eine Kette mit mehreren Platten und einen Kettenführungsmechanismus aufweist, der die Kette in Gleitkontakt mit sich führt, und diese Kettenantriebsvorrichtung kann in jeder speziellen Form ausgebildet sein, sofern der Kettenführungsmechanismus eine erste Führung und eine zweite Führung aufweist, die einen kleineren Krümmungsradius als die erste Führung hat, und ferner die mehreren Platten eine erste Platte und eine zweite Platte aufweisen, die erste Platte eine Rückseitenhöhe hat, die derart gesetzt ist, dass die erste Platte die erste Führung nicht kontaktiert, wenn die erste Platte von der ersten Führung geführt wird, und derart, dass die erste Platte die zweite Führung kontaktiert, wenn die erste Platte von der zweiten Führung geführt wird, wobei die Rückseitenhöhe als eine Dimension definiert ist, die in Normalrichtung einer Wirklinie der Kette von der Wirklinie zu einer äußeren Endfläche einer Platte verläuft, die dem Kettenführungsmechanismus zugewandt ist, so dass der Reibungsverlust bei der Kraftübertragung reduziert werden kann, ohne das ein Risiko einer Beeinträchtigung der Betriebslebensdauer des Kettenführungsmechanismus und der Kette besteht.
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Bei der Kette kann es sich um jeden beliebigen Typ von Kette handeln, sofern diese mehrere Platten aufweist, z.B. eine Rollenkette, eine Buchsenkette, eine geräuschlose Kette und dgl.
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Obwohl die in der folgenden Beschreibung aufgeführte Kette drei Typen von Platten mit verschiedenen Rückseitenhöhen aufweist, die entsprechend dem Krümmungsradius von Führungen gesetzt sind, kann die Kette gemäß der vorliegenden Erfindung zwei oder eine größere Anzahl von Typen von Platten aufweisen. Beispielsweise kann auch eine vierte Platte, die eine unterschiedliche Rückseitenhöhe hat, zusätzlich zu den ersten bis dritten Platten verwendet werden.
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Spezielle Positionen und Anordnungen verschiedener Platten, welche die Kette bilden, lassen sich in geeigneter Weise u.a. entsprechend dem Krümmungsradius der jeweiligen Führungen und den Geschwindigkeiten, mit denen die Kette läuft, bestimmen.
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Obwohl die mit unterschiedlichen Krümmungsradien versehenen ersten und zweiten Führungen, die im Zusammenhang mit der folgenden Ausführungsform beschrieben werden, an verschiedenen Bauteilen (Schwenkführung und feste Führung) ausgebildet sind, können die erste und die zweite Führung auch an dem gleichen Bauteil ausgebildet sein.
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Obwohl der im Zusammenhang mit der folgenden Ausführungsform beschriebene Kettenführungsmechanismus zwei Typen von Führungen mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweist, kann der Mechanismus auch drei oder mehr Typen von Führungen mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweisen.
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Obwohl die im Zusammenhang mit der folgenden Ausführungsform beschriebene Kettenantriebsvorrichtung als Steuerkettensystem ausgebildet ist, kann die Kettenantriebsvorrichtung auch in jeder anderen speziellen Form ausgebildet sein, sofern sie eine Kette und einen Kettenführungsmechanismus aufweist.
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Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Kettenantriebsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen genauer erläutert.
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Die Kettenantriebsvorrichtung 100 ist als Steuerkettensystem für einen Fahrzeugmotor ausgebildet und weist gemäß 1 Kettenzahnräder 180, die an einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle innerhalb eines Motorraums montiert sind, eine über die Kettenzahnräder 180 laufende Kette 110, und einen Kettenführungsmechanismus 170 auf, der die Kette 110 in Gleitkontakt mit sich führt.
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Der Kettenführungsmechanismus 170 weist eine fest an dem Motorblock befestigte feste Führung 171 zum Führen der Kette 110, eine schwenkbar an dem Motorblock befestigte Schwenkführung 172 zum Führen der Kette 110, und eine Spannvorrichtung 173 auf, welche die Schwenkführung 172 mit Druck beaufschlagt, um der Kette 110 eine erforderliche Spannung zu verleihen, wie 1 zeigt.
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Die feste Führung 171 weist eine erste Führung 171a auf, die als Führungs-Schuhfläche ausgebildet ist, an der die Kette 110 in Gleitkontakt geführt ist, wie 3 und 4 zeigen. Die Schwenkführung 172 weist eine zweite Führung 172a auf, die als Schuhfläche ausgebildet ist, an der die Kette 110 in Gleitkontakt geführt ist, wie 5 und 6 zeigen. Der Krümmungsradius der zweiten Führung 172a ist kleiner vorgesehen als der Krümmungsradius der ersten Führung 171a. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Krümmungsradius 150 mm oder weniger.
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Die Kette 110 ist als sogenannte Rollenkette ausgebildet und weist gemäß 2 mehrere innere Kettenglieder, die jeweils ein Paar linker und rechter Innenpatten 130 mit Buchsenlöchern zum festen Halten beider Enden eines Paars aus Vorder- und Hinterbuchsen 120 aufweisen, mehrere äußere Kettenglieder, die jeweils ein Paar linker und rechter Außenpatten 150 mit Bolzenlöchern zum festen Halten beider Enden eines Paars aus vorderen und hinteren Verbindungsbolzen 140 aufweisen, und Rollen 160 auf, die an den Buchsen 120 befestigt sind. Diese inneren und äußeren Kettenglieder sind entlang der Längsrichtung der Kette alternierend miteinander verbunden, indem die Verbindungsbolzen 140 in die Buchsen 120 gesteckt sind.
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Bei dieser Ausführungsform werden als Innenplatten 130 zwei Typen von Platten mit verschiedenen Rückseitenhöhen verwendet, und zwar eine erste Innenplatte 130A und eine zweite Innenplatte 130B.
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Innere Kettenglieder 130 des gleichen Typs (entweder die erste Innenplatte 130A oder die zweite Innenplatte 130B) sind in Breitenrichtung der Kette parallel, d.h. Seite an Seite angeordnet, wie 2 zeigt.
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Gemäß 3 oder 5 sind die ersten Innenplatten 130A und die zweiten Innenplatten 130B in Längsrichtung der Kette alternierend angeordnet.
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Die Anordnung der ersten Innenplatten 130A und der zweiten Innenplatten 130B in Längsrichtung der Kette ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt, und die Platten können auch in anderer Weise aneinandergereiht sein. Beispielsweise können zwei Paare erster Innenplatten 130A und ein Paar zweiter Innenplatten 130B alternierend angeordnet sein.
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Bei dieser Ausführungsform sind gemäß 3 bis 6 die Endflächen der jeweiligen Platten (erste Innenplatte 130A, zweite Innenplatte 130B und Außenplatte 150) an der dem Kettenführungsmechanismus 170 zugewandten Seite flach ausgebildet.
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Die Form der die Kette 110 bildenden Platten ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Die Kette 110 kann aus Platten mit gerundeten konvexen Endflächen gebildet sein, oder die Kette 110 kann sowohl aus flachen Platten als auch aus Platten mit gerundeten konvexen Endflächen gebildet sein. Vorzugsweise sollte die Kette 110 aus flachen Platten sowie aus Platten mit gerundeten konvexen Endflächen gebildet sein, da in diesem Fall Anpassungen entsprechend den Krümmungsradien der Führungen 171a und 172a, der Kettengeschwindigkeit und dgl. vorgenommen werden können, indem Platten mit kleinem und Platten mit großem Kontaktbereich zu den Führungen 171a und 172a kombiniert und in geeigneter Weise angeordnet werden, so dass die Betriebslebensdauer des Kettenführungsmechanismus 170 und der Kette 110 beibehalten werden kann und der Reibungsverlust weiter reduziert werden kann.
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Im Folgenden wird die Rückseitenhöhe jeder Platte (erste Innenplatte 130A, zweite Innenplatte 130B und Außenplatte 150) anhand von 4 und 6 erläutert.
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Der Ausdruck "Rückseitenhöhe" bezeichnet hier eine Dimension, die in Normalrichtung einer Wirklinie P der Kette 110 von der Wirklinie P zu einer äußeren Endfläche einer Platte verläuft, die dem Kettenführungsmechanismus 170 zugewandt ist. Die Wirklinie P der Kette 110 ist als die Linie definiert, welche die Mitten jeweiliger Verbindungsbolzen 140 (Buchsen 120) in Längsrichtung der Kette verbindet.
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Die Rückseitenhöhe H (130A) der ersten inneren Platte 130A ist derart gesetzt, dass die Platte die erste Führung 171a, die einen großen Krümmungsradius hat, nicht kontaktiert, wenn die Platte von der ersten Führung 171a geführt wird, wie in dem mit S1 bezeichneten Teil in 4 gezeigt ist, und derart, dass die Platte die zweite Führung 172a, die einen kleinen Krümmungsradius hat, kontaktiert, wenn die Platte von der zweiten Führung 172a geführt wird, wie in dem mit S3 bezeichneten Teil in 6 gezeigt ist.
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Die Rückseitenhöhe H (130B) der zweiten inneren Platte 130B ist derart gesetzt, dass die Platte die erste Führung 171a, die einen großen Krümmungsradius hat, kontaktiert, wenn die Platte von der ersten Führung 171a geführt wird, wie in dem mit S2 bezeichneten Teil in 4 gezeigt ist, und derart, dass die Platte die zweite Führung 172a, die einen kleinen Krümmungsradius hat, kontaktiert, wenn die Platte von der zweiten Führung 172a geführt wird, wie in dem mit S4 bezeichneten Teil in 6 gezeigt ist.
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Die Rückseitenhöhe H (150) der Außenplatte 150 ist derart gesetzt, dass die Platte die erste Führung 171a, die einen großen Krümmungsradius hat, nicht kontaktiert, wenn die Platte von der ersten Führung 171a geführt wird, wie in 4 gezeigt ist, und derart, dass die Platte die zweite Führung 172a, die einen kleinen Krümmungsradius hat, nicht kontaktiert, wenn die Platte von der zweiten Führung 172a geführt wird, wie in 6 gezeigt ist.
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Anders ausgedrückt sind die Verhältnisse zwischen den Rückseitenhöhen der jeweiligen Platten (erste Innenplatte 130A, zweite Innenplatte 130B und Außenplatte 150) derart vorgesehen, dass die Rückseitenhöhe H (130B) der zweiten inneren Platte 130B größer ist als die Rückseitenhöhe H (130A) der ersten inneren Platte 130A, während die Rückseitenhöhe H (130A) der ersten inneren Platte 130A größer ist als die Rückseitenhöhe H (150) der Außenplatte 150.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-107583 A [0002, 0004, 0005]
